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Calcolatore del tempo di ricarica: quanto ci vuole per caricare la batteria servizi?

Una batteria LiFePO4 da 100 Ah è piena dal 20 % in circa tre ore con un caricabatterie da 30 A. Una batteria AGM della stessa taglia impiega molto di più con lo stesso caricabatterie, perché l’ultimo 20 % viene caricato con corrente decrescente nella fase di assorbimento. Questo calcolatore stima il tempo di ricarica per un caricabatterie da rete o un caricabatterie DC-DC.

Secondo il caricabatterie/caricabatterie DC-DC, es. 30 A. Se indicato in watt: W ÷ 14,4 V ≈ A.

Piombo: circa 12,0 V ≙ 50 %, 12,2 V ≙ 60 %, 12,4 V ≙ 80 % (tensione a riposo). LiFePO4: usa un monitor di batteria.

Impostazioni avanzate

Rendimento in Ah: LiFePO4 circa 95–99 %, piombo circa 80–90 %.

Risultato

Tempo di ricarica stimato

2 h 50 min

da 20 % a 100 % con 30 A

Carica da reintegrare
80 Ah
≙ 1.024 Wh
Fase a corrente costante
2 h 35 min
Fase di assorbimento/CV
15 min
Corrente di carica rispetto alla capacità
0,3C
  • Le LiFePO4 di norma non vanno caricate sotto 0 °C – con il freddo il BMS blocca la carica o le celle si danneggiano.
Mostra i passaggi del calcolo
  1. 1Da ricaricare: 100 Ah × (100 % − 20 %) = 80 Ah
  2. 2Corrente di carica effettiva: 30 A × 97 % = 29,1 A
  3. 3Fase a corrente costante fino a 95 %: 75 Ah ÷ 29,1 A = 2,58 h
  4. 4Fase di assorbimento da 95 % (fattore 1,5): 5 Ah ÷ 29,1 A × 1,5 = 0,26 h
  5. 5Totale: 2,84 h (2 h 50 min)

 

Come si calcola

La carica da reintegrare deriva dalla capacità e dalla differenza tra stato di carica obiettivo e iniziale. Divisa per la corrente di carica effettiva, dà la durata della fase a corrente costante.

Carica [Ah] = capacità [Ah] × (SoC obiettivo − SoC iniziale) Durata [h] = carica [Ah] ÷ (corrente di carica [A] × rendimento di carica)
Esempio: 100 Ah × (100 % − 20 %) = 80 Ah; 80 Ah ÷ (30 A × 0,97) ≈ 2,75 h

Perché gli ultimi punti percentuali richiedono più tempo

I caricabatterie usano il metodo CC/CV: prima scorre la corrente massima fino al raggiungimento della tensione di carica (fase a corrente costante o «bulk»). Poi il caricabatterie mantiene la tensione costante e la corrente diminuisce (fase di assorbimento). Nelle batterie al piombo questa fase inizia verso l’80 % di stato di carica e dura a lungo – il calcolatore le assegna il triplo del tempo. Nelle LiFePO4 la fase CV è breve; viene conteggiata dal 95 % con un fattore 1,5.

I fattori sono approssimazioni. Caricabatterie, tensione di carica, temperatura ed età influenzano la durata reale.

Esempio di calcolo

Una batteria AGM da 200 Ah è scarica al 50 % e deve essere ricaricata completamente con un caricabatterie da 25 A.

Dati inseriti

  • Capacità della batteria: 200 Ah
  • Tipo di batteria: AGM (piombo)
  • Corrente in uscita del caricabatterie: 25 A
  • Stato di carica iniziale: 50 %
  • Stato di carica obiettivo: 100 %
  • Rendimento di carica: 85 %

Risultato

8 h 28 min

Tempo di ricarica stimato

Carica da reintegrare
100 Ah
Fase a corrente costante
2 h 49 min
Fase di assorbimento/CV
5 h 39 min
Corrente di carica rispetto alla capacità
0,13C

Passaggi del calcolo

  1. Da ricaricare: 200 Ah × (100 % − 50 %) = 100 Ah
  2. Corrente di carica effettiva: 25 A × 85 % = 21,3 A
  3. Fase a corrente costante fino a 80 %: 60 Ah ÷ 21,3 A = 2,82 h
  4. Fase di assorbimento da 80 % (fattore 3): 40 Ah ÷ 21,3 A × 3 = 5,65 h
  5. Totale: 8,47 h (8 h 28 min)

Le variabili spiegate

Capacità della batteria (Ah)
Capacità nominale secondo la scheda tecnica.
Corrente di carica (A)
Corrente massima in uscita del caricabatterie o del caricabatterie DC-DC. La corrente reale può essere limitata dal BMS o dalla temperatura.
Stato di carica (SoC)
Stato di carica in percentuale. Al piombo si può ricavare dalla tensione a riposo; per le LiFePO4 è affidabile solo un monitor di batteria (shunt).
Rendimento di carica (%)
Rapporto tra carica immagazzinata e carica fornita. LiFePO4 circa 95–99 %, piombo circa 80–90 %.

Errori frequenti

  • Scegliere un caricabatterie troppo piccolo: un caricabatterie da 10 A impiega più di otto ore per 80 Ah – nessun problema di notte in campeggio, ma un problema di giorno in viaggio.
  • Dimenticare il freddo con le LiFePO4: sotto 0 °C niente carica (blocco del BMS) – prevedi un tappetino riscaldante o un tempo di attesa.
  • Calcolare con la corrente del caricabatterie anche se il BMS ne consente meno.
  • Non caricare mai del tutto le batterie al piombo: se si accorcia regolarmente la fase di assorbimento, si perde capacità poco a poco.

Ipotesi e limiti

  • Corrente di carica costante nella fase a corrente costante; la compensazione di temperatura e i profili di carica dei singoli apparecchi non sono modellati.
  • Fattori di assorbimento: piombo dall’80 % di SoC fattore 3, LiFePO4 dal 95 % fattore 1,5 (approssimazione).
  • Le utenze in funzione in parallelo durante la carica non sono considerate – allungano il tempo di ricarica.

Domande frequenti

Quanto impiega un caricabatterie DC-DC a caricare la batteria durante la marcia?

Un caricabatterie DC-DC da 30 A fornisce circa 29 Ah per ora di marcia (con rendimento del 97 %) – una LiFePO4 da 100 Ah è piena dal 20 % dopo poco meno di tre ore di guida. Il calcolatore del caricabatterie DC-DC lo determina includendo il tempo di guida.

Fonti e basi

  • Metodo di carica CC/CV (IU secondo DIN 41773); dati dei costruttori su correnti di carica e rendimenti (LiFePO4, AGM, gel)